Cientistas criaram feixes de raios gama mais nítidos e multicoloridos usando pulsos de laser em forma, permitindo fontes compactas e atunáveis para uso médico e industrial. Scientists created sharper, multicolor gamma-ray beams using shaped laser pulses, enabling compact, tunable sources for medical and industrial use.

Cientistas da Skoltech, MEPHI e do Instituto Dukhov desenvolveram um novo método para produzir feixes de raios gama mais nítidos e multicoloridos usando espalhamento não linear Compton. Scientists from Skoltech, MEPhI, and the Dukhov Institute have developed a new method to produce sharper, multicolor gamma-ray beams using nonlinear Compton scattering. Ao moldar múltiplos pulsos de laser em padrões temporais precisos, como formas de onda planas ou de escada, eles minimizaram o alargamento espectral causado pela intensidade flutuante do laser. By shaping multiple laser pulses into precise temporal patterns like flat-top or staircase waveforms, they minimized spectral broadening caused by fluctuating laser intensity. Isso permite que os elétrons emitam raios gama sob pressão de luz quase constante, gerando linhas espectrais estreitas e de alto brilho. This allows electrons to emit gamma rays under near-constant light pressure, generating narrow, high-brightness spectral lines. A técnica permite uma única interação para produzir múltiplas energias distintas de raios gama simultaneamente, oferecendo vantagens para imagens médicas, análise de materiais e produção de isótopos. The technique enables a single interaction to produce multiple distinct gamma-ray energies simultaneously, offering advantages for medical imaging, material analysis, and isotope production. Ao contrário das fontes tradicionais, esses feixes laser-driven são compactos, sintonizáveis e espectralmente limpos. Unlike traditional sources, these laser-driven beams are compact, tunable, and spectrally clean. A abordagem suporta testes de design digital e poderia acelerar o desenvolvimento de instalações de próxima geração, como a linha de radiação Intense Compton da Rússia. The approach supports digital design testing and could accelerate development of next-generation facilities like Russia’s planned Intense Compton Radiation line. Os resultados foram publicados na Physical Review A. Findings were published in Physical Review A.